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用于千兆以太网数据传输的SDH虚级联技术
摘要：通过SDH网络传输以太网数据（Ethernet over SDH）是一种新涌现的宽带数据传输技术。由于以太网和SDH净荷的速率不匹配，因此当采用现有技术将以太网帧向SDH帧映射时，往往要使用较大的SDH容器，从而造成传输带宽的浪费。采用SDH虚级联技术可为千兆以太网数据传输开辟大小合适的SDH通道，不但可以提高SDH网络带宽利用率而且可以动态地分配带宽资源。随着1000MHz以太网技术的逐步成熟以及10GHz以太网标准的即将问世，以太网技术正由局域网技术扩展为城域网（MAN）和广域网（WAN）技术。但以太网的性能监视和故障定位能力较弱，为了弥补这些缺陷，充分利用现有的网络设施，目前网络提供商正试图利用现有的SDH光网络来传送以太网数据（EOS）。但是，由于以太网和SDH的标准速率并不完全匹配，当将以太网帧向SDH帧映射的时候，往往要使用较大的SDH容器，从而造成传输带宽的浪费。例如，传输一个千兆以太网数据往往需要一个完整的2.5Gbps的SDH传输通道，
这无疑会造成巨大的带宽浪费，理论上，可使用SDH级联技术构造大小合适的SDH传输通道，来传输以太网数据，但不幸的是很多现有的SDH网络并不支持级联处理，而要更新这些网络设施代价太大。因此这种级联传输方法目前并不现实。
本文采用多个虚级联的SDH虚容器（VC-3）为千兆以太网数据流开辟大小合适的SDH传输通道，配合使用链路容量调整配置（LCAS）技术，不仅可以提高传输带宽的利用率，而且可以动态地分配带宽资源。
1 SDH虚级联的基本原理
虚级联是指用来组成SDH通道的多个虚容器（VC-n）
之间并没有实质的级联关系，它们在网络中被分别处理独立传送，只是它们所传的数据具有级联关系。这种数据的级联关系在数据进入容器之前即作好标记，待各个VC-n的数据到达目的终端后，再按照原定的级联关系进行重新组合。SDH级联传送需要每个上SDH网元都有级联处理功能，而虚级联传送只需要终端设备具有相应的功能即可，因此易于实现。
如图1所示，使用虚级联技术可以将一个完整的客户带宽分割开，映射到多个独立的VC-n中进行传输，然后由目的终端将这些VC-n重新组合成完整的客户带宽。
包含X个VX-3的虚级联通道可以用VC-3-Xv来表示。如图2所示，VC-3-Xv提供一个由X个C-3容器构成的净荷域，X个C-3被映射在组成VC-3-Xv的X个VC-3里。每个VC-3都有各自的通道开销（POH），其中POH中的HR字节用来做虚级联处理的序列指示（SQ）和复帧指示（MFI），以下将详细说明。
VC-3加上段开销（SOH）即可构成完整的STS-1信道，因此X个虚级联的STS-1可表示为STS-1-Xv。由于STS-1-Xv中每一个STS-1信道的数据可能在网络中独立传输，各个STS-1信道的数据经过传输后会存在不同的传输延迟。因此，当STS-1-Xv中各个STS-1信道的数据到达目的终端时，必然先对它们之间的时延差进行补偿，经过重新同步定位后，重构一个与送时相同的净荷域。净荷重构的信息由H4字节携带，H4的编码结构如表1所示。
表1 H4字节编码
MFI用来指示各个虚级联的STS-1数据帧之间的相位关系（时延差）。在H4字节，MFI由两级编码构成，对应地有两级MFI。第一级MFI由H4的低4位（0～3位）构成，随着每一个基本帧的到来，每一级MFI由0增加到15；第二级MFI有8比特，这8比特分别由第一级MFI的第0帧和第1帧的高4位（4～7位）构成。这样，一个复帧共由4096个基本帧构成，复帧周期为512ms，因此可以表示256ms内的相位差。
SQ用来指示各个虚级联的STS-1信道在STS-1-Xv中排列顺序。每个STS-1都有一个固定的SQ，STS-1-Xv中每一个传送的STS-1信道的SQ为0，以此类推，第X个传送的STS-1信道的SQ为（X-1）。SQ有8比特，这8个比特由第14和第15帧中H4 的高4位（4～7位）构成，8比特一共可以表示256个STS-1信道。
2 SDH虚级联的技术实现
本节依据虚级联的基本原理，实现千兆以及网数据在2.5Gbps速率的SDH网络中的虚级联传输。虚级联处理包括发送端虚级联处理（TVCP）和接收端虚级联处理（RVCP）两部分。
2.1 发送端虚级联处理
TVCP实现以太网数据在SDH物理通道中的是映射以及虚级联复帧指示和序列指示的处理。
图3中通用封帧处理器（GFP）负责以太网数据的封装和定界。以太网数据经过GFP处理后，可被称为以太网逻辑数据。虚线框部分为发端虚级联处理模块（TVCM）
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